一種Cu-Ta多芯復合線材的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種Cu-Ta多芯復合線材的制備方法，該方法為：一、制備Cu-Ta單芯復合包套；二、熱擠壓；三、拉拔得到Cu-Ta單芯復合線材；四、矯直，定尺，截斷，酸洗，烘干；五、Cu-Ta單芯復合線材集束組裝，重復二至四，得到第一Cu-Ta多芯復合線材；六、第一Cu-Ta多芯復合線材集束組裝，重復二至四，得到第二Cu-Ta多芯復合線材；七、第二Cu-Ta多芯復合線材集束組裝，熱擠壓，得到Cu-Ta多芯復合棒；八、拉拔得到Cu-Ta多芯復合線材。本發明專利技術通過多次集束組裝實現了一種含有億芯連續納米高強度Ta纖維的復合線材，芯絲平均尺寸為幾十個納米左右，并結合熱處理形成良好Cu/Ta界面結合效果。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了，該方法為：一、制備Cu-Ta單芯復合包套；二、熱擠壓；三、拉拔得到Cu-Ta單芯復合線材；四、矯直，定尺，截斷，酸洗，烘干；五、Cu-Ta單芯復合線材集束組裝，重復二至四，得到第一Cu-Ta多芯復合線材；六、第一Cu-Ta多芯復合線材集束組裝，重復二至四，得到第二Cu-Ta多芯復合線材；七、第二Cu-Ta多芯復合線材集束組裝，熱擠壓，得到Cu-Ta多芯復合棒；八、拉拔得到Cu-Ta多芯復合線材。本專利技術通過多次集束組裝實現了一種含有億芯連續納米高強度Ta纖維的復合線材，芯絲平均尺寸為幾十個納米左右，并結合熱處理形成良好Cu/Ta界面結合效果?！緦＠f明】
本專利技術屬于金屬合金材料加工
，具體涉及。
技術介紹
高強高導銅基復合材料是集優良物理性能和力學性能為一身的有色金屬材料，其中形變銅基復合材料是高強高導銅合金的研究熱點和發展方向之一，如Cu-Ag、Cu-Nb,Cu-Cr> Cu-Zr以及Cu-Ta等復合材料相繼被研究和制備出來,被廣泛的用于高脈沖磁場導體材料、轉換開關、電接觸器、引線框架及電子器件等。隨著銅基復合材料應用領域的不斷拓寬及其消耗量的迅速增長，Cu基復合材料越來越受到人們的高度關注。金屬鉭及其合金具有高密度、高熔點、極耐腐蝕性、熱膨脹系數小、優異的高溫強度、同時又極富延展性，越來越受到人們的重視，被用于制作電子器件、電容器等。由于金屬鉭的優異特性，人們希望通過制備出性能更加優異的Cu-Ta合金材料，來拓展和拓寬其應用領域，因為隨著高脈沖磁場的持續發展，對所需導體材料的性能要求將更高，所以制備出性能更加優異的Cu-Ta復合材料具有現實意義。目前，用于脈沖磁體的導體材料主要是Cu-Nb微觀復合材料，Cu-Nb復合材料是以銅為基體，Nb芯絲為增強體，采用集束拉拔技術，通過多次復合、多道次拉拔及熱處理技術獲得連續納米Nb纖維。采用該方法制備的Cu-Nb微觀復合材料已經達到加工極限，材料的強度無法再得到進一步提升，強度一般在SOOMPa?IOOOMPa之間。目前實現芯絲尺寸細化和界面相對增多是提升材料性能的必由之路。相比金屬Nb，Ta金屬極富延展性，通過集束拉拔制備的Cu-Ta微觀復合材料更易細化，且金屬Ta的硬化效果異常明顯，加工后的強化效果明顯高于Nb，因此制備出強度更高的Cu-Ta微觀復合材料具有重要的現實意義，隨著高脈沖磁場的進一步發展，Cu-Ta微觀復合材料逐步替代Cu-Nb微觀復合材料應用于高脈沖磁場將成為一種必然的趨勢。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供。該方法通過多次的集束組裝實現了一種含有億芯連續納米高強度Ta纖維的復合線材，芯絲平均尺寸為幾十個納米左右，并結合熱處理形成良好Cu/Ta界面結合效果。制備的Cu-Ta多芯復合線材呈現出獨特的性質，如極高的抗腐蝕性、極富延展性、熱膨脹系數小、極高的強度。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是:，其特征在于，該方法包括以下步驟:步驟一、用真空電子束焊將無氧銅包套一端封焊，然后將鉭棒豎直裝入無氧銅包套中，再采用真空電子束焊將裝有鉭棒的無氧銅包套另一端封焊，得到Cu-Ta單芯復合包套；所述Cu-Ta單芯復合包套中鉭的質量百分含量為82.8%?96.2%，余量為銅；步驟二、將步驟一中所述Cu-Ta單芯復合包套在溫度為700°C~750°C的條件下保溫2h~4h，然后在6~7的擠壓比下進行熱擠壓，得到Cu-Ta單芯復合棒；步驟三、對步驟二中所述Cu-Ta單芯復合棒進行多道次拉拔，得到橫截面為正六邊形的Cu-Ta單芯復合線材；所述正六邊形的對邊距為2.0mm~3.0mm ;所述拉拔過程中:當Cu-Ta單芯復合棒的直徑〉IOmm時，拉拔的道次加工率為9%~15% ;當Cu-Ta單芯復合棒的直徑< IOmm時，拉拔的道次加工率為5%~8% ;所述拉拔過程中:當Cu-Ta單芯復合棒的直徑為13_~15mm、8_~10mm和5_~7mm時分別進行一次真空退火處理；步驟四、將步驟三中所述Cu-Ta單芯復合線材依次進行矯直，定尺，截斷，酸洗和烘干；步驟五、將η根步驟四中烘干后的Cu-Ta單芯復合線材集束裝入第一無氧銅包套中，重復步驟二、步驟三和步驟四，得到橫截面為正六邊形的第一 Cu-Ta多芯復合線材；步驟六、將η根步驟五中所述第一 Cu-Ta多芯復合線材集束裝入第二無氧銅包套中，重復步驟二、步驟三和步驟四，得到橫截面為正六邊形的第二 Cu-Ta多芯復合線材；步驟七、將η根步驟六中所述第二 Cu-Ta多芯復合線材集束裝入第三無氧銅包套中，在溫度為700°C~750°C的條件下保溫2h~4h，然后在6~7的擠壓比下進行熱擠壓，得到Cu-Ta多芯復合棒；步驟八、對步驟七中所述Cu-Ta多芯復合棒進行多道次拉拔，得到橫截面為圓形的Cu-Ta多芯復合線材；所述Cu-Ta多芯復合線材的直徑小于5mm ;所述拉拔過程中:當Cu-Ta多芯復合棒的直徑> IOmm時，拉拔的道次加工率為10%~15% ;當Cu-Ta多芯復合棒的直徑< IOmm時，拉拔的道次加工率為5%~8% ;所述拉拔過程中:當Cu-Ta多芯復合棒的直徑為13mm~15mm、8mm~10mm和5mm~7mm時分別進行一次真空退火處理。上述的，步驟一中所述鉭棒的質量純度≥ 99.95%。上述的，步驟一中所述鉭棒的直徑為40mm~85mm0上述的，步驟三中所述真空退火處理的真空度不大于10_3Pa，溫度為700°C~900°C，保溫時間為4h~8h。上述的，步驟五、步驟六和步驟七中所述η均相等，且不小于469。上述的，步驟五、步驟六和步驟七中所述η均為 469。上述的，步驟八中所述真空退火處理的真空度不大于10-3Pa，溫度為700°C~900°C，保溫時間為4h~8h。本專利技術與現有技術相比具有以下優點:1、本專利技術通過多次的集束組裝實現了一種含有億芯連續納米高強度Ta纖維的復合線材，芯絲平均尺寸為幾十個納米左右，并結合熱處理形成良好Cu/Ta界面結合效果。2、本專利技術制備的Cu-Ta多芯復合線材，由于Ta極富延展性，因此Cu-Ta材料相比Cu-Nb更易細化，其加工真應變可達到20以上。另外Ta硬化效果異常明顯，加工后的強化效果明顯高于Nb，因此相比Cu-Nb結構的Nb纖維，形成高強度納米Ta纖維是獲得更高強度Cu-Ta復合線材的主要手段。3、本專利技術制備的Cu-Ta多芯復合線材，由于Ta的優異特性，Cu-Ta多芯復合線材呈現出獨特的性質，如極高的抗腐蝕性、極富延展性、熱膨脹系數小、極高的強度。下面通過實施例，對本專利技術的技術方案做進一步的詳細描述。【具體實施方式】實施例1步驟一、用真空電子束焊將無氧銅包套一端封焊，然后將質量純度為99.95%，直徑為Φ 57mm的鉭棒豎直裝入外徑為Φ65.0mm、內徑為Φ60.0mm無氧銅包套中，再米用真空電子束焊將裝有鉭棒的無氧銅包套另一端封焊，得到Cu-Ta單芯復合包套；所述Cu-Ta單芯復合包套中鉭的質量百分含量為90.7%,余量為銅；步驟二、將步驟一中所述Cu-Ta單芯復合包套在溫度為720°C的條件下保溫3h，然后在6.5的擠壓比下進行熱擠壓，得到直徑為Φ本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種Cu?Ta多芯復合線材的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：步驟一、用真空電子束焊將無氧銅包套一端封焊，然后將鉭棒豎直裝入無氧銅包套中，再采用真空電子束焊將裝有鉭棒的無氧銅包套另一端封焊，得到Cu?Ta單芯復合包套；所述Cu?Ta單芯復合包套中鉭的質量百分含量為82.8%～96.2%，余量為銅；步驟二、將步驟一中所述Cu?Ta單芯復合包套在溫度為700℃～750℃的條件下保溫2h～4h，然后在6～7的擠壓比下進行熱擠壓，得到Cu?Ta單芯復合棒；步驟三、對步驟二中所述Cu?Ta單芯復合棒進行多道次拉拔，得到橫截面為正六邊形的Cu?Ta單芯復合線材；所述正六邊形的對邊距為2.0mm～3.0mm；所述拉拔過程中：當Cu?Ta單芯復合棒的直徑＞10mm時，拉拔的道次加工率為9%～15%；當Cu?Ta單芯復合棒的直徑≤10mm時，拉拔的道次加工率為5%～8%；所述拉拔過程中：當Cu?Ta單芯復合棒的直徑為13mm～15mm、8mm～10mm和5mm～7mm時分別進行一次真空退火處理；步驟四、將步驟三中所述Cu?Ta單芯復合線材依次進行矯直，定尺，截斷，酸洗和烘干；步驟五、將n根步驟四中烘干后的Cu?Ta單芯復合線材集束裝入第一無氧銅包套中，重復步驟二、步驟三和步驟四，得到橫截面為正六邊形的第一Cu?Ta多芯復合線材；步驟六、將n根步驟五中所述第一Cu?Ta多芯復合線材集束裝入第二無氧銅包套中，重復步驟二、步驟三和步驟四，得到橫截面為正六邊形的第二Cu?Ta多芯復合線材；步驟七、將n根步驟六中所述第二Cu?Ta多芯復合線材集束裝入第三無氧銅包套中，在溫度為700℃～750℃的條件下保溫2h～4h，然后在6～ 7的擠壓比下進行熱擠壓，得到Cu?Ta多芯復合棒；步驟八、對步驟七中所述Cu?Ta多芯復合棒進行多道次拉拔，得到橫截面為圓形的Cu?Ta多芯復合線材；所述Cu?Ta多芯復合線材的直徑小于5mm；所述拉拔過程中：當Cu?Ta多芯復合棒的直徑＞10mm時，拉拔的道次加工率為10%～15%；當Cu?Ta多芯復合棒的直徑≤10mm時，拉拔的道次加工率為5%～8%；所述拉拔過程中：當Cu?Ta多芯復合棒的直徑為13mm～15mm、8mm～10mm和5mm～7mm時分別進行一次真空退火處理。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王鵬飛，梁明，徐曉燕，李成山，段穎，焦高峰，
申請(專利權)人：西北有色金屬研究院，
類型：發明
國別省市：